[发明专利]一种发电厂厂用电系统接地故障有源消弧方法及其装置

权利要求书

1.一种发电厂厂用电系统接地故障有源消弧方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：将消弧辅助模块中的消谐电阻接入厂用电系统，再实时监测厂用电系统的中性点电压以及定时向厂用电系统中性点注入预设频率的电流信号并计算出厂用电系统的对地参数；

所述对地参数包括厂用电系统每相的泄漏电阻、对地电容；

电流源有源消弧模块与消弧辅助模块通过注入变压器并联在厂用电系统的中性点与地之间，所述消弧辅助模块包括电容器组和消谐电阻，电容器组中电容器与消谐电阻之间均为并联连接；

S2：基于实时监测的厂用电系统中性点电压判断是否发生单相接地故障，若发生，识别故障相以及获取最新的对地参数；

S3：控制消谐电阻退出厂用电系统，将电容器组中的电容器接入厂用电系统，并基于基尔霍夫定律计算出消弧注入电流；

S4：将计算出的所述消弧注入电流注入厂用电系统中性点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述消弧注入电流的计算公式如下：

Y₀＝jωmk²C₀，Z₀＝jωL₀，

式中，为消弧注入电流，为故障相的电源电压，Y为厂用电系统线路的单相对地导纳、Z₀为消弧线圈阻抗、Y₀为投入厂用电系统的电容器组等效到系统侧的导纳；

k为注入变压器的变比，ω为角频率，m为投入厂用电系统的电容器数量，C₀为电容器组中单个电容器的电容，L₀为消弧线圈的电感，R为厂用电系统每相的泄漏电阻，C为厂用电系统每相的对地电容，j为虚数单位。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述电容器组中每个电容器的电容相等，电容器组中的电容器之间均并联连接，电容器组中投入厂用电系统的电容器数量m的计算公式如下：

式中，为小于或等于的最大整数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：厂用电系统的对地参数是基于注入的电流信号以及注入电流信号之后返回的电压信号计算出，每相的泄漏电阻相等，每相的对地电容相等。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：厂用电系统的对地参数中的厂用电系统每相的泄漏电阻R、厂用电系统每相的对地电容C的计算公式如下：

式中，为所述预设频率的电流，为所述预设频率的电流的返回电压，ω_i为所述预设频率的电流的频率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1中注入的电流信号的预设频率为基波的偶数倍且小于或等于500HZ，电流幅值小于或等于5A。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S2中厂用电系统中当前相电压最低的一相为故障相。

8.一种采用权利要求1-7任一项所述方法的消弧装置，其特征在于：包括电流源有源消弧模块、注入变压器以及消弧辅助模块，所述电流源有源消弧模块和消弧辅助模块均通过注入变压器并联在厂用电系统的中性点与地之间；

其中，消弧辅助模块包括电容器组和消谐电阻，电容器组中电容器之间以及电容器与消谐电阻之间均为并联连接，且每个电容器的电容相等，其中，电容器组与消谐电阻支路上设置控制开关；

所述电流源有源消弧模块用于向厂用电系统中性点注入电流。

9.根据权利要求8所述的消弧装置，其特征在于：每个电容器以及消谐电阻上均设置了一个控制开关。